加速度振動(dòng)傳感器是一種能夠測(cè)量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。 傳感器在加速過(guò)程中,通過(guò)對(duì)質(zhì)量塊所受慣性力的測(cè)量,利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據(jù)傳感器敏感元件的不同,常見(jiàn)的加速度傳感器包括電容式、電感式、應(yīng)變式、壓阻式、壓電式等。
加速度振動(dòng)傳感器,包括由硅膜片、上蓋、下蓋,膜片處于上蓋、下蓋之間,鍵合在一起;一維或二維納米材料、金電極和引線分布在膜片上,并采用壓焊工藝引出導(dǎo)線;工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)振傳感器,主要是壓電式加速度傳感器。
其工作原理主要利于壓電敏感元件的壓電效應(yīng)得到與振動(dòng)或者壓力成正比的電荷量或者電壓量。目前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)典型采用IEPE型加速度傳感器,及內(nèi)置IC電路壓電加速度傳感器,傳感器輸出與振動(dòng)量正正比的電壓信號(hào)。
加速度振動(dòng)傳感器是用來(lái)將加速度這一物理信號(hào)轉(zhuǎn)變成便于測(cè)量的電信號(hào)的測(cè)試儀器。差容式力平衡加速度傳感器則把被測(cè)的加速度轉(zhuǎn)換為電容器的電容量變化。
實(shí)現(xiàn)這種功能的方法有變間隙,變面積,變介電常量三種,差容式力平衡加速度傳感器利用變間隙,且用差動(dòng)式的結(jié)構(gòu),它優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,動(dòng)態(tài)響應(yīng)好,能實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸式測(cè)量,靈敏度好,分辨率強(qiáng),能測(cè)量0.01um甚至更微小的位移,但是由于本身的電容量一般很小,僅幾pF至幾百pF,其容抗可高達(dá)幾MΩ至幾百M(fèi)Ω,所以對(duì)絕緣電阻的要求較高,并且寄生電容(引線電容及儀器中各元器件與極板間電容等)不可忽視。近年來(lái)由于廣泛應(yīng)用集成電路,使電子線路緊靠傳感器的極板,使寄生電容,非線性等缺點(diǎn)不斷得到克服。
差容式力平衡加速度傳感器的機(jī)械部分緊靠電路板,把加速度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙葜虚g極的位移變化,后續(xù)電路通過(guò)對(duì)位移的檢測(cè),輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)的電壓值,由此即可以求得加速度值。
為保證傳感器的正常工作.,加在電容兩個(gè)極板的偏置電壓必須由過(guò)零比較器的輸出方波電壓來(lái)提供。